【摘要】：據(jù)統(tǒng)計(jì),造成港內(nèi)水域船舶碰撞事故的主要原因是船舶駕駛員對(duì)船舶操縱性的掌握不足。在海上船舶航行過(guò)程中,船舶駕駛員要隨時(shí)有效地控制船舶的運(yùn)動(dòng),實(shí)施對(duì)船舶操縱的有效控制就必須了解本船的操縱性能和外界環(huán)境對(duì)本船操縱的綜合影響。船舶操縱性一直是國(guó)際航海界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,2002年,IMO(international maritime organization)頒布了船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn),掀起了又一股船舶操縱性研究的熱潮。船舶旋回性船舶操縱性的主要指標(biāo)之一。隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷發(fā)展,計(jì)算流體力學(xué)(CFD,Computational Fluid Dynamic)不斷在船舶水動(dòng)力學(xué)方面應(yīng)用,也為船舶操縱性的研究提供了一種更加精確、經(jīng)濟(jì)的研究方法。本文基于CFD方法,通過(guò)求解RANS (Reynolds averaged Navier-stokes)方程數(shù)值模擬船舶在海上的旋回操縱。其中,湍流模型選用SST k-co模型；壁面處理采用壁面函數(shù)方法；自由液面采用單項(xiàng)LEVEL SET方法處理；采用FVM (Finite Volume Method)離散化RANS方程,其中空間和時(shí)間的離散格式均為二階精度；選用PISO(Pressure Implicit Split-Operator)算法調(diào)整離散方程,再求解；網(wǎng)格的劃分選用更加節(jié)省計(jì)算資源的重疊網(wǎng)格技術(shù),且通過(guò)求解剛體運(yùn)動(dòng)方程來(lái)實(shí)現(xiàn)船體的6自由度運(yùn)動(dòng),從而得到船舶在旋回過(guò)程中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)。本文以大連海事大學(xué)實(shí)習(xí)船“育鯤”輪為例,建立實(shí)尺寸船舶模型,對(duì)比數(shù)據(jù)以“育鯤”輪一次實(shí)際的船舶海上25。旋回試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為參考。通過(guò)數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)船試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)的對(duì)比,可以得到船舶旋回各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精度較高,除反移量的誤差為17.44%,其他各項(xiàng)數(shù)據(jù)誤差均在10%左右。研究結(jié)果表明,本文基于CFD的研究方法可以成功的實(shí)現(xiàn)船舶旋回仿真實(shí)驗(yàn),且對(duì)基于CFD方法在船舶操縱性方面的進(jìn)一步研究具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U661.33
【圖文】：

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本文編號(hào)：2801913